天然的細胞外基質(zhì)（ECM）是由納米級別的膠原蛋白纖維交織后形成內(nèi)部孔隙高度連通的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過靜電紡絲制備的納米纖維非織造膜由于其與天然細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)相似性而被廣泛用作組織工程支架。然而,傳統(tǒng)靜電紡支架呈現(xiàn)致密堆疊的結(jié)構(gòu),其孔徑過小,嚴重阻礙了細胞滲透生長,擴大支架內(nèi)部孔徑成為解決此類問題的主要方法。盡管擴大靜電紡支架內(nèi)部孔徑的方法眾多,但都存在多內(nèi)部大孔結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、在長期反復(fù)受壓情況下易垮塌等問題。擴大非織造材料內(nèi)部孔徑最直接的方法在于增加纖維的直徑,然而纖維直徑的增加會導(dǎo)致其無法仿生天然細胞外基質(zhì)。針對該問題,本論文使用靜電紡絲一步制備了表面帶有納米溝槽結(jié)構(gòu)的微米級聚左旋乳酸（PLLA）非織造支架,該支架兼具納米和微米結(jié)構(gòu),為細胞滲透生長營造了良好環(huán)境。本課題首先使用控制變量法、正交實驗直觀分析法優(yōu)化了制備表面帶有納米溝槽結(jié)構(gòu)的微米級PLLA支架的紡絲參數(shù),然后對三維納米溝槽支架以及傳統(tǒng)靜電紡支架的形態(tài)、物理機械性能、生物相容性以及細胞滲透情況進行表征比較,得出直徑和溝槽對支架各項性能的影響。為了檢驗支架在組織工程方面的應(yīng)用潛力,進一步將其植入大鼠體內(nèi)進行創(chuàng)面修復(fù)。論文取得主... 

【文章來源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

靜電紡裝置圖

敉??喚雋榛钚愿摺⒊殺鏡停??彝ü??節(jié)膜的表面能以及粗糙度就可以有效提高油水分離的效果。Liu等[14]在配制聚偏氟乙烯（PVDF）紡絲液時，往里加入了氧化鋅、氨水以及1H,１H,２H,２H-全氟癸基三乙氧基硅烷（POTS）,通過調(diào)節(jié)氨水和POTS的劑量實現(xiàn)從疏水性到超疏水性或從超級親水性到超疏水性的可調(diào)潤濕性，并且這種膜的壽命較長，可以在后續(xù)使用過程中重復(fù)利用，擁有比較優(yōu)異的油水分離效果。Zhou等[15]同樣使用PVDF溶液進行紡絲，制備了不同表面粗糙度的纖維膜，這種膜的油水分離效果可以達到99.96%甚至更高，效果如圖1-2所示，即使用PVDF膜進行油水分離的效果。圖1-2油水分離效果圖1.1.4.4其他靜電紡絲技術(shù)所制備的纖維膜不僅應(yīng)用于上述方面，在其他種種領(lǐng)域都有所建樹。Aliabadi等[16]制備了PEO/CS復(fù)合納米纖維膜，能夠很好地吸附工業(yè)廢水中的Ni2+、Cu2+等金屬離子，對處理工業(yè)廢水提供了寶貴的建議。Zou等[17]通過靜電紡絲技術(shù)制備出多孔C-Sn/SnOx納米纖維復(fù)合電極材料，通過實驗證明這種復(fù)合材料擁有良好的比表面積以及電容量，極大提升了電極壽命。1.1.5靜電紡絲纖維的形態(tài)隨著靜電紡技術(shù)的深入研究，越來越多的人開始從纖維自身形態(tài)探究新的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。許多人開始對纖維的表面和截面形態(tài)和特性做文章。1.1.5.1截面形態(tài)相比于對靜電紡纖維的表面處理，許多人更熱衷于對其截面形態(tài)的處理。（1）中空管道纖維（如圖1-3（A）所示）：這類纖維和制備皮芯結(jié)構(gòu)的纖維的方法類似，紡出纖維后，需要進一步使用特定的試劑對除去芯層的物質(zhì)。DanLi等[18]利用同軸靜電紡絲技術(shù)，使用重礦物油作為內(nèi)層，使用聚乙烯吡咯烷酮和Ti(OiPr)4組成的雙層纖維作為外層，然后利用辛烷除去內(nèi)層的油相，就得到了

東華大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論6圖1-3具有不同形態(tài)的靜電紡納米纖維（A）中空結(jié)構(gòu)（B）扁平帶狀（C）核-殼結(jié)構(gòu)（D）多孔結(jié)構(gòu)（E）蜘蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)（F）串珠結(jié)構(gòu)1.2纖維的表面溝槽結(jié)構(gòu)帶有溝槽的纖維是指表面具有微納米尺度溝槽的微/納米纖維。在以往的研究中，制備溝槽表面的纖維的方法有很多。例如轉(zhuǎn)寫、光印法、壓印法、模板法、臭氧處理法以及靜電紡絲法。1.2.1目前研究進展靜電紡技術(shù)作為最簡便的方法，并且靜電紡絲制備出的纖維結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，所以常被用于生產(chǎn)溝槽纖維。Huang等[24]利用靜電紡技術(shù)，使用醋酸丁酸纖維素（CAB）在沒有后處理的情況下成功制備出了表面帶有平行溝槽的纖維。并且在后續(xù)的實驗中，驗證了納米級別的軸向溝槽對生物細胞的依附和增值有促進作用。Liu等[25]將聚苯乙烯（PS）溶于不同的雙組分溶劑體系，也成功研制出溝槽纖維，進一步證實了不同溶劑的蒸發(fā)速率差異以及環(huán)境中的相對濕度對于纖維次級結(jié)構(gòu)有較大的影響。Zaarour等[26]則使用聚偏氟乙烯（PVDF）制備了帶有溝槽結(jié)構(gòu)的纖維，得出了高濕度情況下有利于PVDF纖維的表面形成軸向溝槽，同時較大的濕度也使得纖維內(nèi)部的孔洞增多，達到更好的吸油作用。Liang等[27]使用聚乳酸（PLA）制備了帶有軸向溝槽的纖維，并指出了其優(yōu)良的疏水性能�？梢�，靜電紡絲技術(shù)可使用的原料范圍較廣，是制備溝槽纖維的合理方法。1.2.2靜電紡絲制備溝槽纖維的原理對于纖維表面軸向溝槽形成的機理，劉萬軍[28]在研究中指出，靜電紡絲的初始階段，揮發(fā)速度較快的溶劑在紡絲過程中快速揮發(fā)，在初始射流表面形成孔洞或褶皺，揮發(fā)過程吸熱，使得纖維與環(huán)境界面之間的水蒸氣凝結(jié)在纖維表面，同時，紡絲液中所攜帶的正電荷也會吸引空氣中的小水滴，兩者共同作用促使纖維


本文編號：3530191